基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置及方法
2023-07-29 00:49:51 1
基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置及法。裝置包括線掃描相機、轉盤電機、自旋電機、轉盤電機編碼器和自旋電機編碼器、PC主機以及PLC控制器，當拍攝工位的自旋裝置完成一周旋轉時，線掃描相機完成一幀圖像採集並發送至PC主機。方法，包括以下步驟：S1：啟動線掃描相機，設置參數；S2：啟動轉盤電機；S3：根據轉盤電機編碼器發送的脈衝信號判斷被檢測物是否到達檢測工位，若結果為否，則繼續轉動，若結果為是，則發出自旋信號，控制被檢測物自轉，同時發出採集圖像信號；S4：採集的圖像發送給PC主機。該基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置及法具有成本低廉、生產效率高的優點。
【專利說明】基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器視覺技術，尤其涉及一種基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著機器視覺技術的發展，使用機器檢測代替人工檢測技術越來越成熟，不但解放了勞動力，提高了生產效率，檢測準確性也得到很大的提升。在工業生產領域，產品的外觀直接影響產品質量，對產品外觀檢測成為產品生產線上一個不可避免的重要環節。在進行產品外觀檢測時，目前相關設備上多使用面陣相機，在檢測圓形外側表面物時，通常是通過多組不同角度拍攝，而後將拍攝的圖像合併進行圖像處理，這種檢測方式在對圓柱狀物體(如瓶蓋等)檢測時，一般要拍攝多組圖像以得到全景圖，一種方法是固定面陣相機、轉動被檢測物，以從不同角度拍攝得到完整圖像，但面陣相機對運動物體拍攝難免有抖動，拍攝圖像質量得不到保證，給後續的圖像處理造成嚴重影響，進而影響最後的結果判斷；另一種方式是固定多臺面陣相機從不同方位進行拍攝得到完整圖像，這樣就增加了設備複雜度，同時設備成本較高。而且，以上兩種方法要對不同相機拍攝的多個圖像或是同一相機拍攝的多個圖像進行合併處理，給後續的圖像處理帶來不便。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、佔用空間小、成本低廉、生產效率高的基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置及方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案:
一種基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置，包括線掃描相機、用於驅動轉盤的轉盤電機和若干用於驅動對應自旋裝置的自旋電機，還包括裝設於轉盤電機上的轉盤電機編碼器、裝設於自旋電機上的自旋電機編碼器、連接於線掃描相機數據輸出端的PC主機以及根據轉盤電機編碼器發出的轉盤旋轉角度信號向到達拍攝工位的自旋電機編碼器發出自旋信號、同時向線掃描相機發出採集一幀圖像的信號的PLC控制器，當拍攝工位的自旋裝置完成一周旋轉時，線掃描相機完成一幀圖像採集並發送至PC主機。
[0005]作為上述技術方案的進一步改進:
所述線掃描相機配設有線光源。
[0006]一種基於上述圓柱狀物體側表面檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟:
S1:啟動線掃描相機，設置線掃描相機運行參數；
52:啟動轉盤電機，轉盤電機編碼器將根據轉盤電機轉動獲取的脈衝信號發送給PLC控制器；
53:PLC控制器根據轉盤電機編碼器發送的脈衝信號判斷被檢測物是否到達檢測工位，若判斷結果為否，則轉盤電機繼續轉動，轉盤電機編碼器繼續向PLC控制器發送脈衝信號，若判斷結果為是，則PLC控制器向到達拍攝工位的自旋電機編碼器發出自旋信號，控制自旋電機驅動自旋裝置帶動被檢測物自轉，同時向線掃描相機發出採集一幀圖像的信號；
S4:線掃描相機將採集的圖像發送給PC主機，由PC主機對圖像進行分析處理。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進:
在進行步驟Si時，根據預定拍攝工位調節曝光時長、光圈和焦距，確保清晰成像。
[0008]在進行步驟SI時，確定掃 描精度λ，計算行頻f和每幀掃描行數H，f=ν/ λ ,Η=ν*?/λ，其中V為圓柱狀物體表面線速度，t為自旋周期，根據計算結果設置線掃描相機運行參數。
[0009]與現有技術相比，本發明的優點在於:
本發明的基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置，只需布置一臺線掃描相機即可實現對圓柱狀物體側表面的全面檢測，可減少設備佔用空間，降低設備成本；通過對內部信號和外部信號的控制，線掃描相機將圓柱狀物體側表面掃描展開成一幅完整的矩形圖像，圖像質量提高，圖像數量減少，可加快圖像的傳輸速度與後續的圖像處理速度；並且只有當被檢測物到達檢測工位時才觸發線掃描相機拍照，可避免幀浪費，提高線掃描相機的使用效率；方便布線，降低了設備的複雜度。
[0010]本發明的檢測方法，控制流程簡單，便於控制系統布線，並且實現了一臺線掃描相機對圓柱狀物體側表面的全面檢測，可減少設備佔用空間，降低設備成本；每個圓柱狀物體側表面掃描展開成一幅完整的矩形圖像，圖像質量提高，圖像數量減少，可加快圖像的傳輸速度與後續的圖像處理速度，檢測效率高；只有當被檢測物到達檢測工位時才觸發線掃描相機拍照，可避免幀浪費，提高線掃描相機的使用效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置的布置示意圖。
[0012]圖2是本發明基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置的結構示意圖。
[0013]圖3是本發明基於圓柱狀物體側表面檢測裝置的檢測方法的流程圖。
[0014]圖4是本發明方法實施例對瓶蓋進行檢測實驗得到的矩形照片。
[0015]圖中各標號表不:
1、轉盤電機；11、轉盤電機編碼器；2、自旋電機；21、自旋電機編碼器；3、線掃描相機；31、線光源;4、PLC控制器;5、PC主機。
【具體實施方式】
[0016]圖1至圖2示出了本發明的一種基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置實施例，該圓柱狀物體側表面檢測裝置包括線掃描相機3、用於驅動轉盤的轉盤電機I和若干用於驅動對應自旋裝置的自旋電機2，還包括裝設於轉盤電機I上的轉盤電機編碼器11、裝設於自旋電機2上的自旋電機編碼器21、連接於線掃描相機3數據輸出端的PC主機5以及根據轉盤電機編碼器11發出的轉盤旋轉角度信號向到達拍攝工位的自旋電機編碼器21發出自旋信號、同時向線掃描相機3發出採集一幀圖像的信號的PLC控制器4，當拍攝工位的自旋裝置完成一周旋轉時，線掃描相機3完成一幀圖像採集並發送至PC主機5。本發明的基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置，只需布置一臺線掃描相機3即可實現對圓柱狀物體側表面的全面檢測，可減少設備佔用空間，降低設備成本；通過對內部信號和外部信號的控制，線掃描相機3將圓柱狀物體側表面掃描展開成一幅完整的矩形圖像，圖像質量提高，圖像數量減少，可加快圖像的傳輸速度與後續的圖像處理速度；並且只有當被檢測物到達檢測工位時才觸發線掃描相機3拍照，可避免幀浪費，提高線掃描相機3的使用效率；方便布線，降低了設備的複雜度。本實施例中，線掃描相機3配設有線光源31，可提高成像質量。
[0017]本發明的一種圓柱狀物體側表面檢測裝置的檢測方法實施例，圖3為其流程圖，該檢測方法包括以下步驟:
51:啟動線掃描相機3，設置線掃描相機3運行參數；
52:啟動轉盤電機1，轉盤電機編碼器11將根據轉盤電機I轉動獲取的脈衝信號發送給PLC控制器4 ；
53=PLC控制器4根據轉盤電機編碼器11發送的脈衝信號判斷被檢測物是否到達檢測工位，若判斷結果為否，則轉盤電機I繼續轉動，轉盤電機編碼器11繼續向PLC控制器4發送脈衝信號，若判斷結果為是，則PLC控制器4向到達拍攝工位的自旋電機編碼器21發出自旋信號，控制自旋電機2驅動自旋裝置帶動被檢測物自轉，同時向線掃描相機3發出採集一中貞圖像的信號；
54:線掃描相機3將採集的圖像發送給PC主機5，由PC主機5對圖像進行分析處理。 [0018]本發明的檢測方法，控制流程簡單，便於控制系統布線，並且實現了一臺線掃描相機3對圓柱狀物體側表面的全面檢測，可減少設備佔用空間，降低設備成本；每個圓柱狀物體側表面掃描展開成一幅完整的矩形圖像，圖像質量提高，圖像數量減少，可加快圖像的傳輸速度與後續的圖像處理速度，檢測效率高；只有當被檢測物到達檢測工位時才觸發線掃描相機3拍照，可避免幀浪費，提高線掃描相機3的使用效率。
[0019]本實施例中，在進行步驟SI時，根據預定拍攝工位調節曝光時長、光圈和焦距，確保清晰成像。
[0020]本實施例中，在進行步驟SI時，確定掃描精度λ，計算行頻f和每幀掃描行數H，f=v/X，Η=ν*?/λ，其中V為圓柱狀物體表面線速度，t為自旋周期，根據計算結果設置線掃描相機3運行參數。
[0021]本實施例使用GigE線掃描相機(解析度:512像素，最高行頻80k/s，像素尺寸14um*14um)對瓶蓋進行檢測實驗,每幀掃描行數H的單位為h,瓶蓋直徑為d,單位為mm,圓柱狀物體表面線速度V的單位為mm/s，行頻f的單位為h/s,掃描精度λ的單位為mm/h。
[0022]取λ =0.06mm/h, d=30mm, v=2400r/min=40r/s,則瓶蓋周長為 s= π *d=94.2mm，v=40r/s =40*94.2mm/s= 3768mm/s, t=l/40=0.025 s, f=v/ λ =3768/0.06=62800 h/s, H=v*t/λ =1570h。根據計算結果設置線掃描相機3運行參數，最終在掃描完一個瓶蓋後得到如圖4所示的完整、清晰的矩形照片，該照片可清楚的反映瓶蓋圓周表面的情況，便於準確作出是否合格的判斷。圖4清楚的反映出了該瓶蓋所存在的缺陷。
[0023]雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發明技術方案保護的範圍內。
【權利要求】
1.一種基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置，包括線掃描相機(3)、用於驅動轉盤的轉盤電機(I)和若干用於驅動對應自旋裝置的自旋電機(2)，其特徵在於:還包括裝設於轉盤電機(I)上的轉盤電機編碼器(11)、裝設於自旋電機(2)上的自旋電機編碼器(21)、連接於線掃描相機(3)數據輸出端的PC主機(5)以及根據轉盤電機編碼器(11)發出的轉盤旋轉角度信號向到達拍攝工位的自旋電機編碼器(21)發出自旋信號、同時向線掃描相機(3)發出採集一幀圖像的信號的PLC控制器(4)，當拍攝工位的自旋裝置完成一周旋轉時，線掃描相機(3)完成一幀圖像採集並發送至PC主機(5)。
2.根據權利要求1所述的基於轉盤式流水線的圓柱狀物體側表面檢測裝置，其特徵在於:所述線掃描相機(3)配設有線光源(31)。
3.一種基於如權利要求1或2所述圓柱狀物體側表面檢測裝置的檢測方法，其特徵在於:包括以下步驟: 51:啟動線掃描相機(3)，設置線掃描相機(3)運行參數； 52:啟動轉盤電機(1)，轉盤電機編碼器(11)將根據轉盤電機(I)轉動獲取的脈衝信號發送給PLC控制器(4)； 53=PLC控制器(4)根據轉盤電機編碼器(11)發送的脈衝信號判斷被檢測物是否到達檢測工位，若判斷結果為否，則轉盤電機(I)繼續轉動，轉盤電機編碼器(11)繼續向PLC控制器(4)發送脈衝信號，若判斷結果為是，則PLC控制器(4)向到達拍攝工位的自旋電機編碼器(21)發出自旋信號，控制自旋電機(2 )驅動自旋裝置帶動被檢測物自轉，同時向線掃描相機(3)發出採集一幀圖像的信號； S4:線掃描相機(3)將採集的圖像發送給PC主機(5)，由PC主機(5)對圖像進行分析處理。
4.根據權利要求3所述的檢測方法，其特徵在於:在進行步驟SI時，根據預定拍攝工位調節曝光時長、光圈和焦距，確保清晰成像。
5.根據權利要求3所述的檢測方法，其特徵在於:在進行步驟SI時，確定掃描精度λ，計算行頻f和每幀掃描行數H，f=v/ λ，H=v*t/ λ，其中v為圓柱狀物體表面線速度，t為自旋周期，根據計算結果設置線掃描相機(3)運行參數。
【文檔編號】G01N21/89GK104007122SQ201410180054
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】鄒偉明, 餘再歡, 李波, 李姝潔 申請人:楚天科技股份有限公司